大豆蛋白亚基与豆腐的质构特性的相关性

周宇锋 宋莲军 乔明武 高晓延

(河南农业大学食品科学技术学院，郑州 450002)

随着SDS－PAGE电泳技术的发展，根据蛋白质沉降系数的不同，大豆蛋白分为2S、7S、11S和15S 4种组分，其中最重要的是7S和11S组分，其质量分数约占总蛋白的80%;7S组分和11S组分表现出不同的热凝结特性，所以7S组分和11S组分具有不同的豆腐加工性能［1－3］。7S组分又分 α'、α 和 β 3个亚基，11S组分分为6个酸性A亚基和6个碱性B亚基［4－6］。刘顺湖等［7］通过对大豆蛋白质含量对豆腐产量和品质的影响分析，得出大豆蛋白质含量与豆腐产量和品质存在着复杂的关系。刘志胜［8］对大豆蛋白的7S组分、11S组分与豆腐品质特性的相关性进行了研究，结果发现，7S组分制作的内酯豆腐凝胶的蛋白质网络非常粗疏和松散，凝胶的强度很低，11S组分制作的内酯豆腐凝胶的蛋白质网络结构相当细密，凝胶的强度远远高于7S组分。程翠林等［9］分析大豆蛋白组分对豆腐的出品率和硬度的影响，认为品种差异引起的蛋白组分含量的差异对豆腐的出品率和硬度具有重要的影响。本试验选择16个大豆品种作为试验材料，采用SDS－PAGE电泳技术对大豆水溶性蛋白组分的构成和含量进行了系统的分析，对大豆蛋白组分及其各亚基含量与豆腐的质构特性指标进行了相关性分析，以期一方面为大豆种质资源的评价、开发利用及遗传育种提供科学依据，另一方面为豆腐生产中选择大豆原料和改善豆腐品质提供理论基础和实践指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选用的16个大豆遗传型，均由河南省农业科学研究院经济作物研究所提供，种植于焦作市博爱农场，收获于2011年秋。大豆品种名称见表1。

表1 大豆品种名称

1.2 试验仪器

电泳槽、电泳仪:Bio－Rad公司;TDL－5－A台式离心机:上海安亭科学仪器;分光光度计:上海光谱仪器公司;UVP型凝胶成像系统:上海斯通生物科技公司;分离式磨浆机:沧州铁狮磨浆机有限公司;TA－XA PLUS物性测试仪:英国Stable micro systems公司。

1.3 试验方法

1.3.1 大豆蛋白质含量测定方法

蛋白质含量测定参照GB/T 24899—2010;水溶性蛋白含量的测定参照GB/T 5511—2010。

1.3.2 大豆蛋白亚基的构成分析

1.3.2.1 脱脂豆粉的制备

将不同品种大豆磨碎后分别过60目筛，所得豆粉与乙醚按1∶10的比例混合，室温下在密闭玻璃容器中搅拌8 h，弃去上清液，保留豆粉;重复3次，最后将脱脂豆粉风干后，－20℃保存;并给不同大豆品种编上相应的序号，以便区分。

1.3.2.2 大豆蛋白的提取

用pH 8.0，0.5 mol/L 的 TRIS－HCL 缓冲液和脱脂蛋白(10∶1)充分混合，4℃下16 000 r/min离心30 min，弃去沉淀，保留大豆蛋白上清液;采用Bradford检测法［10］测定蛋白液的浓度。

1.3.2.3 SDS －PAGE 分析

采用分离胶的体积分数为12%，浓缩胶的体积分数为5%，凝胶的配制见表2。上样量是16 μL，考马斯亮蓝G－250染色;乙醇、冰醋酸溶液脱色。电泳后，采用UVP型凝胶成像系统扫描凝胶和分析蛋白谱带，得到蛋白质各亚基的相对含量。

表2 凝胶配制方法

1.3.3 豆腐的制备

豆腐的制备采用传统豆腐加工方法［11］。

1.3.4 豆腐的质构特性的测定

豆腐的质构特性根据物性测试仪量化测定［12］。

1.3.5 数据处理与统计分析

所有试验均进行3个重复平行试验，取其平均值。应用Excel 2003和SPSS 13.0软件进行数据处理及统计分析。

2 结果与分析

2.1 大豆蛋白的电泳图谱

采用SDS－PAGE电泳技术对16个不同大豆品种的水溶性蛋白亚基的构成和含量进行了系统的分析，从图1中可以看出，不同品种大豆水溶性蛋白亚基的构成基本一致，7S与11S的亚基条带清晰可见，但是相同亚基的含量差异较大。各亚基含量的差异将导致蛋白的功能特性的差异，表现在溶解性、乳化性、凝胶性和起泡性等方面。

图1 16个品种大豆的蛋白亚基的SDS－PAGE电泳图谱

2.2 大豆蛋白亚基含量的统计分析

11S和7S组分是大豆蛋白质的主要组分，约占大豆蛋白总量的80%。11S和7S组分的含量差异，直接影响到大豆蛋白质的营养价值与功能特性，进而影响大豆蛋白的开发与利用价值。不同品种大豆的蛋白质、水溶性蛋白质、7S与11S组分及其相对含量及11S/7S比值的测定结果见表3。蛋白质的质量分数在30.16% ～53.02%，其平均值为42.45%，质量分数在45%以上的有3个品种;水溶性蛋白质的质量分数在17.81% ～41.43%，平均值为29.20%，相对标准偏差(RSD)为24.47%，质量分数在35%以上的有3个品种:郑引毛豆、小圆黄豆、徐豆9号。7S组分的相对标准偏差较大，尤其是α'亚基和β亚基，说明品种间7S组分及其亚基的遗传差异性更为丰富，其中 α'亚基的质量分数在5.17%～12.81%，平均值为8.99%，相对标准偏差为23.02%;α亚基的质量分数在8.83%～14.40%，平均值为11.64%，相对标准偏差为16.57%;β亚基的质量分数在3.66%～8.11%，平均值为5.56%，相对标准偏差为22.75%。而11S组分的相对标准偏差相对较小，说明品种间11S组分及其亚基含量的遗传较为稳定。其中AS亚基的质量分数在25.28%～36.49%，平均值为30.07%，相对标准偏差为9.51%;BS亚基的质量分数在27.21%～36.07%，平均值为31.04%，相对标准偏差为9.88%。11S/7S比值的变异区间在2.03～3.22，相对标准偏差为16.45%，表明品种间11S/7S的差异显著。胡超等［13］研究证明，随着11S/7S的升高，大豆蛋白的起泡性和凝胶性会降低。

表3 不同大豆品种中的蛋白亚基含量及11S/7S比值的分析

表4 不同品种大豆制备豆腐的质构特性

2.3 豆腐质构特性的测定结果

豆腐的质构特性指标是衡量豆腐品质的主要指标，包括硬度、弹性、黏聚性、咀嚼性和回复性等，这些指标对豆腐的总体可接受性具有重要影响［14］，也是衡量豆腐营养价值品质的重要基础。在本试验条件下，不同品种大豆制备豆腐的质构特性的测定结果见表4。通过RSD分析，咀嚼性指标的相对标准偏差最大，其次是硬度和回复性指标，表明品种间豆腐的硬度、咀嚼性与回复性等指标表现出较明显的差异性，其他指标的差异性相对较小。此外，硬度范围为1.06～7.55 kg，平均值为4.36 kg;弹性为0.63 ～0.86，平均值为 0.76;黏聚性为 0.31 ～0.41，平均值为 0.36;咀嚼性为0.11 ～0.48，平均值为 0.02;回复性为0.04 ～0.09，平均值为 0.07。

2.4 大豆蛋白亚基与豆腐质构特性的相关性分析

大豆蛋白亚基与豆腐质构特性的相关性分析结果见表5。

表5 大豆蛋白组分与豆腐质构指标的相关性

大豆的水溶性蛋白质含量与质构特性中硬度指标、弹性指标、黏聚性指标和回复性指标均呈极显著负相关(相关系数分别为 r= －0.742、－0.658、－0.572、－0.700)。7S组分与质构特性中硬度指标、弹性指标、黏聚性指标和回复性指标均呈极显著负相关(相关系数分别为 r= －0.736、－0.600、－0.748、－0.581)，表明 7S 组分含量增加对豆腐质构特性有不利的影响。其中，α'亚基与质构特性中硬度指标、弹性指标、黏聚性指标和回复性指标均呈极显著负相关(相关系数分别为 r=－0.480、－0.530、－0.767、－0.570)，表明 α'亚基含量增加对豆腐的硬度、弹性、黏聚性和回复性指标有不利的影响，α'亚基含量高，将使得豆腐的硬度降低，弹性和黏聚性变弱，回复性变差;α亚基与质构特性中硬度指标呈极显著负相关(相关系数r=－0.531)，表明α亚基含量比α'亚基对硬度的影响更不利;β亚基与质构特性中硬度指标、弹性指标、黏聚性指标和回复性指标均呈极显著负相关(相关系数分别为r=－0.573、－0.603、－0.545、－0.545)。11S 组分含量与豆腐质构特性的相关性不强，可能的原因是大豆种子中11S的遗传性状较为稳定，变异系数较小(RSD(%)=4.02)。这与王显生等［15］关于 11S 组分与豆腐的质构特性不相关相一致。其中，BS组分与质构特性中黏聚性指标呈极显著正相关(相关系数r=0.527)，表明BS亚基含量的增加有利于豆腐的黏聚性。11S/7S与质构特性中硬度指标、弹性指标、黏聚性指标呈极显著正相关(相关系数分别为r=0.758、0.523、0.675)，这与 Mujoo 等［12］关于 11S/7S与豆腐硬度的相关性的研究结果相一致，与回复性指标呈显著正相关(相关系数r=0.487)。据王燕平等［16］的研究，7S组分与11S组分呈显著负相关。因此，适当降低7S组分及其亚基的含量，可以提高11S组分的含量，补充水溶性蛋白的含量稳定，还有利于豆腐的质构特性。这一方面为大豆种质资源的评价、开发利用及遗传育种提供科学依据，另一方面为豆腐生产中选择大豆原料和改善豆腐品质提供理论基础和实践指导。

3 结论

3.1 大豆种子贮藏蛋白品种间亚基组成基本一致，7S与11S的亚基条带清晰可见，但是品种间相同亚基含量差异很大。

3.2 品种间7S组分及其亚基的遗传差异性更为丰富，11S组分及其亚基的遗传较为稳定。

3.3 适当降低7S组分及其亚基含量，有利于豆腐的质构特性。

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